激光诱导冲击波在研究爆炸所致耳蜗损伤中的应用

为了评估由爆炸暴露引起的纯感觉性神经性耳蜗功能障碍（继发于鼓膜穿孔），我们利用Razor产生的冲击波建立了一种实验性动物模型，用于研究爆炸所致的耳蜗损伤。该方法可避免鼓膜穿孔及伴随的全身性损伤，并能在直接暴露后以能量依赖的方式再现感觉神经性听力损失的功能下降。该动物模型可为研究爆炸引起耳蜗功能障碍的病理机制及探索潜在治疗方法提供理想的平台。

首先，制备一个激光诱导冲击波（LISW）暴露装置。使用532纳米的Q开关Nd:YAG激光器照射该暴露装置，以在靶标后方产生LISW。通过平凸透镜将激光脉冲聚焦到靶标上，形成直径为3毫米的光斑。

使用LISW辐照在两种材料的结合界面处产生等离子体，并使橡胶汽化，从而在空腔内留下汽化的橡胶。仔细剃除麻醉小鼠耳后的毛发，以避免毛发中滞留空气。将小鼠固定在平板上，使其耳后区域朝上，对准LISW的焦点区域。

为了确保声阻抗匹配，在激光靶标与皮肤表面之间使用超声传导凝胶。将黑色橡胶靶标经皮固定于小鼠耳后区域。通过颞骨，以三种能量密度向耳蜗施加单次激光诱导冲击波脉冲。

将接地电极插入尾部尾侧区域下方。然后将不锈钢针电极插入外耳道及耳部额区下方，用于记录脑电图。通过小型耳机给予刺激声，并在小鼠鼓膜附近测量声压水平。

使用声源发生器产生37个周期的爆发性刺激声，并将声压级从20分贝逐步增加至80分贝，每步增加5分贝。通过测量听觉脑干反应（ABR）的P1波幅来评估耳蜗功能。随后，ABR波形分析软件将自动分析ABR波形，以确定听阈和ABR P1波幅。

在LISW暴露后使用ABR进行听觉功能评估，结果显示，在较高能量水平下，ABR阈值在暴露后一天出现显著偏移，并持续一个月。每平方厘米两焦耳组的ABR阈值恢复至暴露前水平，表明存在能量依赖性效应。在LISW暴露后一天和一个月时，所有LISW辐照组在各频率下的ABR P1波幅均出现显著下降。

在LASW暴露一个月后，对小鼠耳蜗进行病理学检查。首先用乳酸林格液进行血液灌注，随后通过心脏灌注4%多聚甲醛。小鼠断头后，取出耳蜗，并在4°C条件下用4%多聚甲醛直接灌注过夜。

在获取耳蜗的完整图像后，使用 ImageJ 软件计算耳蜗频率图，以精确定位不同频率下的特定耳蜗区域。根据给定公式，计算各频率下毛细胞的存活率。在获取内毛细胞的高分辨率 Z 轴层扫图像后，计算突触数量。

观察苏木精和伊红染色的耳蜗切片，并计数Rosenthal管中回螺旋神经节神经元的数量，以计算每例对照组的螺旋神经节神经元存活率。与对照组相比，荧光免疫染色显示所有实验组的耳蜗结构完整，毛细胞和神经纤维均无明显丢失。然而，定量评估结果表明，2.5 焦耳/平方厘米组的外毛细胞存活率显著降低。

与此同时，各组之间的内毛细胞存活率保持一致。在较高频率组中，突触带状体数量显著减少。这与2.5焦耳每平方厘米组中螺旋神经节神经元密度的下降相一致，表明耳蜗的退变程度取决于LISW能量的暴露水平。